Zukünftige Generationen neuer Energiequellen für die E-Mobilität werden bereits intensiv erforscht.

Da die Klimaschutzziele auch im Verkehrssektor eine bedeutsame Rolle spielen, fokussiert sich die zukunftsorientierte Forschungspolitik stark auf elektrischer Mobilität. Durch den Einsatz von Energie aus erneuerbaren Quellen öffnen sich neue Wege und Möglichkeiten der Elektromobilität. Ob die Lithiumbatterien oder Wasserstoff-Brennstoffzellen das Rennen gewinnen werden, kann noch niemand beantworten. Die unzähligen strategischen Projekte rund um das „Auto von morgen“ beschäftigen die Forscher und Wissenschaftler weltweit.

Die Anforderungen an künftige Energiequellen sind enorm: absolute Zuverlässigkeit bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen, niedrige Kosten, lange Lebensdauer, hohe Zyklenfestigkeit oder schnelle Ladezeiten. Damit sich diese neuen Technologien am Markt durchsetzen können, müssen noch einige Herausforderungen gemeistert werden.

Wissenschaftler erforschen und entwickeln neue Kombinationen von Anoden, Kathoden und Elektrolyten, um optimale Materialeigenschaften anbieten zu können. Das Ziel ist nicht nur kostengünstige Komponenten zu gewinnen, sondern auch die Energiemanagementsysteme und Sicherheitsüberwachung des Elektroantriebes zu verbessern.

Um die chemischen Abläufe in Batterien und Brennstoffzellen zu testen, sind zahlreiche Laborversuche notwendig. Die thermische Behandlung (Sintern und Brennen) von Brennstoffzellenkomponenten, wie z. B. vom Yttrium-stabilisierten Zirkonoxid YSZ, benötigt Temperaturen zwischen 1000°C und 1400°C.

Weiterhin wird an einer zuverlässigen thermischen Isolierung gearbeitet. Die „Hot-Box“ hat als einer der wichtigsten Aufgaben, die hohe Temperatur der „SOFC-Stacks“ abzuschirmen. Die Lithiumbatterien selbst stellen wiederum ein hohes Brandrisiko dar.

Unabhängig vom Prozessschritt müssen alle Komponenten auf alle denkbaren Betriebszustände und Fehlerfälle ausreichend geprüft werden. In den F&E-Laboren und -Instituten werden vielfältige Versuche bei hohen Temperaturen unternommen, um wirtschaftliche Materialien und Lösungen für serientaugliche Fertigungsprozesse anbieten zu können.

In den zahlreichen Studien zum Thema Batterien und Brennstoffzellen wird nach innovativen werkstoff-, verfahrens- oder systemtechnischen Lösungen gesucht. Beispielsweise bei der Entwicklung von thermischer Isolierung werden die Geometrien der Isolierung, die Dämmeigenschaften sowie das Material berücksichtigt. Je nach Anwendungsfall stellen speziell ultraleichte und optimal isolierende Produkte aus Hochtemperaturwolle (HTIW), wie polykristalline Mullit/Aluminiumoxid-Wolle (PCW), eine vorteilhaftere Lösung dar. PCW-Material hat eine hervorragende, nahezu unbegrenzte Temperaturwechselbeständigkeit (TWB).

Neben den bereits aufgeführten Anforderungen zu den Endprodukten spielen auch die thermischen Bedingungen in Brenn- und Sinteröfen bei der Entwicklung von Anoden, Kathoden und Elektrolyten eine entscheidende Rolle. Mit der Inbetriebnahme einer eigenen Vakuumformanlage produziert SCHUPP^® Ceramics seit Anfang 2018 PCW-Platten, -Rohre und andere -Formteile, die unter dem Namen UltraBoard und UltraVac vertrieben werden. Aus UltraVac-Isolationsmaterialien sind auch komplette, einbaufertige Ofenauskleidungen für Ihre Brenn- und Sinteröfen lieferbar.

Hochtemperaturprozesse spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung und Anwendung von modernen Werkstoffen für den Automobilbau der Zukunft.

Als etablierter Spezialist für Hochtemperatur-Technologie bis 1800°C liefert SCHUPP® Ceramics vom bewährten Standardprodukt für die Brennprozesskontrolle bis zur individuellen Sonderanfertigung für das elektrische Beheizen oder das thermische Isolieren maßgeschneiderte Komponenten.

In den für Ihre Produktion von Batterien und Brennstoffzellen kritischen Hochtemperaturprozessen, helfen wir Ihnen gerne bei der Planung, Gestaltung und Optimierung Ihrer Versuche.